介紹了基于家庭網(wǎng)絡的家用PDA 的功能和結(jié)構(gòu)，并討論了關(guān)鍵技術(shù)的具體實現(xiàn)方法。作為嵌入式設備的研發(fā)過程特例，指出了嵌入式操作系統(tǒng)在嵌入式設備中的作用及與其他部分的關(guān)系。

　　1 引言

　　數(shù)字化家庭信息系統(tǒng)在家庭內(nèi)部構(gòu)建由低速的自動化網(wǎng)和高速的音、視頻網(wǎng)組成的網(wǎng)絡化家庭信息系統(tǒng)，"家用PDA"是數(shù)字化家庭信息系統(tǒng)的組成部分，通過與家庭服務器的實時通信，完成家庭設備的控制和管理。為了實現(xiàn)該目的，要完成設備的模型建立(包括：顯示模型、控制模型)、雙向通訊、圖形、文本的顯示、觸摸屏的控制和管理、16x16 點陣漢字字庫、底層設備的驅(qū)動等部分。具體要控制的家庭設備包括：電視、空調(diào)、門、窗、燈光。其中電視要控制的參數(shù)包括：模式、頻道、音量、開關(guān)狀態(tài)等;空調(diào)要控制和顯示的參數(shù)包括：開關(guān)狀態(tài)、工作模式、溫度、風速等;門、窗、燈光要控制其開關(guān)狀態(tài)等。家用PDA 具有液晶顯示界面和低速網(wǎng)絡接口，利用它可以對各種家用設施的工作狀態(tài)進行監(jiān)視，并可以實現(xiàn)所有在網(wǎng)設備的統(tǒng)一控制(包括家用設備和音、視頻設備)，它可以監(jiān)測設備的入網(wǎng)、退網(wǎng)和工作狀況，并能為各種終端設備自動建模。

　　2 軟件的系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)及各層次的關(guān)系

　　該軟件系統(tǒng)主要包括：底層設備驅(qū)動模塊、PPSM kernel、PPSM Tools(API)、應用層客戶應用程序的開發(fā)、燒寫程序的設計等部分。其層次關(guān)系如圖1 所示：

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　　圖1 軟件系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)及其層次關(guān)系

　　3 軟件各模塊之間的聯(lián)系及與整體系統(tǒng)的關(guān)系

　　在該系統(tǒng)中，軟件主要由：底層驅(qū)動軟件、作為中間層的PPSM 操作系統(tǒng)、上層應用軟件等幾部分構(gòu)成。其中：底層驅(qū)動軟件服務于操作系統(tǒng)，操作系統(tǒng)服務于上層應用軟件的開發(fā)。

　　3.1 底層驅(qū)動軟件

　　底層驅(qū)動軟件主要包括下列模塊：觸摸屏及筆輸入模塊、LCD 驅(qū)動模塊、FLASH 燒寫程序模塊、底層設備的初始化設置模塊、紅外通訊模塊等部分構(gòu)成。

　　觸摸屏及筆輸入模塊的主要目的是根據(jù)目標板的實際情況為PPSM 操作系統(tǒng)提供觸摸屏及筆輸入的底層支持，從而方便用戶的編程工作，在目標板上采用了ADC7843A/ D 轉(zhuǎn)換器，此軟件模塊的主要作用是通過MC68EZ328 來控制其工作，LCD 驅(qū)動模塊屏由觸摸屏和LCD 顯示屏構(gòu)成，在系統(tǒng)中采用了LTD79Z202LlGK LCD 顯示屏，要完成的任務主要包括：控制幀刷新速率、控制LCD 起始地址寄存器、控制LCD 的寬度和高度寄存器、配置LCD 接口寄存器、配置LCD 極性寄存器、配置LCD 時鐘控制寄存器、配置LCD 亮度控制寄存器等。

　　在紅外通訊模塊中，由于CPU 外設的限制，紅外通訊和串行口共用一個UART 口，為了實現(xiàn)二者的共用，采用了芯片MAX3l30 來完成該功能。這樣就需要通過軟件系統(tǒng)來控制MAX3l30 的工作模式，使其能夠在適當?shù)臅r候選擇合適的工作模式，采用的通訊速率為2,400bit / S.UART 口具有8BYTE的發(fā)送緩沖區(qū)和l2BYTE 的接收緩沖區(qū)，通訊是通過定時查詢來完成的，為了保證沒有數(shù)據(jù)的溢出，其查詢速率為25mS.

　　底層設備的初始化設置模塊主要負責控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)、片選邏輯的設置、基地址的選擇、DRAM 控制器地址及刷新速率等的控制、PLL 寄存器的設置、PWM 控制寄存器及其占空比的設置、PA 口、PB 口、PC 口、PD 口、PE 口、PF 口、PG 口的功能、方向、初始值、上拉電阻的設置等的控制，中斷控制系統(tǒng)的設置等功能。

　　FLASH 燒寫程序模塊是功能相對獨立的一個模塊，它既可以作為底層驅(qū)動軟件的一部分又可以作為應用軟件的一部分。其主要功能是，將下載到目標板動態(tài)存儲器中的程序和數(shù)據(jù)固化到目標板的FLASH 中去。

　　3.2 PPSM 操作系統(tǒng)

　　PPSM 是一個簡易的操作系統(tǒng)，在程序開發(fā)過程中它為大家搭起了一個應用程序開發(fā)的平臺。通過它所提供的非常豐富的API 函數(shù)，可以極大地簡化編程的工作量。與之相配套的是：

　　SDS74 C 語言高級編程開發(fā)環(huán)境。PPSM 操作系統(tǒng)作為一個中間件，利用消息機制實現(xiàn)任務間的切換。能夠管理：字符輸入、文本、圖形顯示、小型數(shù)據(jù)庫、定時器、電源、存儲器、通訊等部分。

　　3.3 上層應用軟件

　　上層應用軟件的主要任務是完成設備的監(jiān)控和管理，為達到該目的需要完成的任務模塊包括：主控模塊、電視監(jiān)控與管理模塊、空調(diào)監(jiān)控與管理模塊、門、窗及其燈光的監(jiān)控與管理模塊。

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　　圖2 上層應用軟件框架結(jié)構(gòu)

　　4 軟件設計

　　4.1 任務結(jié)構(gòu)圖

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　　圖3 任務結(jié)構(gòu)圖

　　4.2 消息處理

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　　圖4 消息處理框圖

　　5 結(jié)論

　　該系統(tǒng)采用Motoroia 公司的M68EZ328 作為主CPU(也可采用其M68VZ328)，液晶顯示器分辨率為320 X 240,具有觸摸屏功能。仿真器采用M68ez328ADS vER1.0 SER,軟件開發(fā)環(huán)境采用Software Deveiopment System Inc.SDS6.5,嵌入式操作系統(tǒng)采用Motoroia 32BIT 實時嵌入式操作系統(tǒng)PPSM3.11.